專利名稱：纖維素酶協(xié)同超聲波提取豆粕異黃酮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從大豆豆粕中分離并提取異黃酮的方法，具體涉及一種用纖維素酶協(xié)同超聲波提取豆粕異黃酮的方法，屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大豆異黃酮是一類重要的生理活性物質(zhì)，在豆粕中含量較高。據(jù)國(guó)內(nèi)外病理學(xué)、免疫學(xué)、動(dòng)物體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證明，大豆異黃酮具有抗癌、防骨質(zhì)疏松、改善婦女更年期癥狀、防止心血管疾病、防止脂質(zhì)過(guò)氧化、預(yù)防糖尿病、抗菌、雌激素作用等多方面的生理功能。
鑒于此，有關(guān)大豆異黃酮提取工藝的研究成為所屬領(lǐng)域技術(shù)人員的研究熱點(diǎn)。如中國(guó)專利公開(kāi)的ZL00120879.9“從大豆豆粕中分離并精制大豆異黃酮的方法”，ZL200510045071.4“豆粕異黃酮的制備方法”和ZL200510008536.9“從低溫豆粕制備大豆異黃酮的方法”等等。這些提取方法主要是采取乙醇、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑提取或?qū)游龇ǖ裙に?，普遍存在工藝過(guò)程復(fù)雜，工藝原理陳舊，使用設(shè)備和工藝條件繁瑣，耗能多，耗時(shí)費(fèi)事，成本高，難以適應(yīng)工業(yè)化擴(kuò)大生產(chǎn)的問(wèn)題。
酶工程技術(shù)是近年來(lái)用于天然植物有效成分提取的一項(xiàng)重要的生物工程技術(shù)，選用適當(dāng)?shù)拿福稍跍睾蜅l件下將植物組織分解，加速有效成分的釋放，而且不破壞其生物活性。超聲波熱學(xué)機(jī)理、超聲波機(jī)械機(jī)制和空化作用是超聲技術(shù)協(xié)助提取植物有效成份的三個(gè)理論依據(jù)。超聲波的空化作用能加速植物細(xì)胞壁破裂，促進(jìn)活性物質(zhì)釋放，提取效率高，時(shí)間短，雜質(zhì)少，而且常溫常壓下不會(huì)使提取物質(zhì)失去生物活性，可用于植物活性成分的提取。但是，目前對(duì)超聲波或酶提取植物活性成分的研究，特別是酶法與超聲波協(xié)同作用下提取豆粕異黃酮的方法未見(jiàn)實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種縮短提取時(shí)間，減少能耗，降低污染，提高豆粕異黃酮提取率的纖維素酶協(xié)同超聲波提取豆粕異黃酮的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的纖維素酶協(xié)同超聲波提取豆粕異黃酮的方法，包括如下步驟(1)原料的處理將大豆豆粕粉碎，過(guò)60目篩，備用；(2)豆粕組織細(xì)胞酶解稱取一定量的豆粕，加入5％(重量比)的纖維素酶(每克豆粕需要纖維素酶的活力單位為500U)和4-5倍重的水，混合均勻；用HCL調(diào)節(jié)pH值至4.0-5.0，恒溫40-50℃，30-50分鐘；用NaOH調(diào)節(jié)pH值至6.8-7.5；再加入10-15倍重量的85％酒精，混合均勻；在20-25℃條件下恒溫，30-50分鐘；(3)超聲波協(xié)同提取采用超聲波發(fā)生器，其功率為800-1000W，頻率為20-25KHz，超聲波強(qiáng)度為2-5W/cm2，作用于混合料液，處理6-8分鐘；即將豆粕細(xì)胞破碎，破碎率大于90％；(4)減壓濃縮將上述處理后的提取液過(guò)濾、并經(jīng)負(fù)壓蒸發(fā)即可得到異黃酮粗品。
本發(fā)明將酶學(xué)生物工程與新興的超聲波工藝技術(shù)結(jié)合起來(lái)，大大縮短提取時(shí)間，減少能耗，降低污染，提高豆粕異黃酮提取率，保證異黃酮生物活性。尤其是采用纖維素酶與超聲波共同處理豆粕提取豆粕異黃酮，在協(xié)同作用下，豆粕異黃酮提取量增加幅度較大，相對(duì)無(wú)酶、無(wú)超聲波提取法增加51.63％。
超聲波協(xié)助提取作為一種有效提取方法，因其簡(jiǎn)單、方便、快速和安全等優(yōu)點(diǎn)，在植物的有效成分提取中將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
纖維素酶協(xié)同超聲波提取豆粕異黃酮的方法，包括如下步驟實(shí)施例1(1)原料的處理將大豆豆粕粉碎，過(guò)60目篩，備用；(2)豆粕組織細(xì)胞酶解稱取60目的豆粕粉3.0克，加入5％(重量比)的纖維素酶(每克豆粕需要纖維素酶的活力單位為500U，活力大于10000U.g-1)0.15克和水13克，混合均勻；用10％(重量比)鹽酸調(diào)節(jié)pH值至4.5，50℃水浴恒溫水解30分鐘；用20％(重量比)氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至7.0；再加入85％(體積比)的酒精35ml，混合均勻；在25℃條件下恒溫，30分鐘；所述pH值即酸堿度值。
(3)超聲波協(xié)同提取采用超聲波發(fā)生器，其功率為800W，頻率為20KHz，處理10秒，間隙5秒，反復(fù)25次，作用于混合料液，將豆粕細(xì)胞壁破碎，破碎率大于90％；(4)減壓濃縮將上述處理后的提取液過(guò)濾、并經(jīng)負(fù)壓蒸發(fā)即可得所需異黃酮粗品。經(jīng)測(cè)每克豆粕提取異黃酮可達(dá)到8.34mg/g。
實(shí)施例2(1)原料的處理將大豆豆粕粉碎，過(guò)60目篩，備用；(2)豆粕組織細(xì)胞酶解稱取60目的豆粕粉2.5千克，加纖維素酶(每克豆粕需要纖維素酶的活力單位為500U，活力大于10000U.g-1)0.10千克(上海生化制品有限公司)和12千克水，混合均勻；用10％(重量比)鹽酸調(diào)節(jié)pH值至5.0，恒溫50-55℃，30-40分鐘；用20％(重量比)氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至7.0；再加入30千克85％的酒精，混合均勻；在25℃條件下恒溫，25-30分鐘；(3)超聲波協(xié)同提取采用超聲波發(fā)生器，其功率為800-1000W，頻率為20-25KHz，超聲波強(qiáng)度為2-5W/cm2，作用于混合料液6-8分鐘，將豆粕細(xì)胞壁破碎，破碎率大于90％；(4)減壓濃縮將上述處理后的提取液過(guò)濾、并經(jīng)負(fù)壓蒸發(fā)即可得所需異黃酮粗品。經(jīng)測(cè)每克豆粕提取異黃酮可達(dá)到8.30mg/g。
實(shí)施例3(1)原料的處理將大豆豆粕粉碎，過(guò)60目篩，備用；(2)豆粕組織細(xì)胞酶解稱取60目的豆粕粉30千克，加纖維素酶(活力大于10000U.g-1)1.0千克和140千克水，混合均勻；用10％(重量比)鹽酸調(diào)節(jié)pH值至5.0，恒溫50-55℃，30-40分鐘；用20％(重量比)氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至7.0；再加入380千克85％的酒精，混合均勻；在25℃條件下恒溫，30-35分鐘；(3)超聲波協(xié)同提取采用超聲波發(fā)生器，其功率為800-1000W，頻率為20-25KHz，超聲波強(qiáng)度為2-5W/cm2，作用于混合料液6-8分鐘，將豆粕細(xì)胞壁破碎，破碎率大于90％；(4)減壓濃縮將上述處理后的提取液過(guò)濾、并經(jīng)負(fù)壓蒸發(fā)即可得所需異黃酮粗品。取樣測(cè)量異黃酮的提取量，經(jīng)測(cè)每克豆粕提取異黃酮可達(dá)到8.50mg/g。
按上述步驟進(jìn)行多次小試和中試，其結(jié)果基本一致，說(shuō)明其工藝路線和條件完全適于規(guī)?；a(chǎn)。
同時(shí)，通過(guò)對(duì)無(wú)酶、超聲波處理，單一酶處理，單一超聲波處理以及酶、超聲波共同處理之間進(jìn)行比較，無(wú)酶、超聲波處理與單一超聲波處理之間沒(méi)有顯著性差異，它們與單一酶處理、酶和超聲波共同處理之間存在顯著性差異，也就是說(shuō)酶處理、酶和超聲波共同處理能明顯地提高豆粕異黃酮提取量。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，超聲波、纖維素酶都能提高豆粕異黃酮提取量，單一使用酶、超聲波處理，作用效果有限，特別是單一使用超聲波，效果不理想。
而且，先用超聲波后用酶處理的效果比先用酶后用超聲波的效果要差一些，因?yàn)樵诿缸饔煤?，?xì)胞壁上的纖維素有部分降解，甚至有些細(xì)胞會(huì)破裂，有利于超聲波的進(jìn)一步作用，促進(jìn)異黃酮的釋放；而先用超聲波時(shí)，細(xì)胞壁由于有纖維素的保護(hù)作用，超聲波的破碎作用有限。由此可見(jiàn)，先酶處理然后超聲波協(xié)同使用，其效果明顯，作用較大，能顯著地提高豆粕異黃酮提取量，提取豆粕異黃酮工藝中使用這種方法是可行的。
權(quán)利要求
1.纖維素酶協(xié)同超聲波提取豆粕異黃酮的方法，包括如下步驟(1)原料的處理將大豆豆粕粉碎，過(guò)60目篩，備用；(2)豆粕組織細(xì)胞酶解稱取一定量的豆粕，加入5％的纖維素酶和4-5倍重的水，混合均勻；用HCL調(diào)節(jié)pH值至4.0-5.0，恒溫40-50℃，30-50分鐘；用NaOH調(diào)節(jié)pH值至6.8-7.5；再加入10-15倍重量的85％酒精，混合均勻；在20-25℃條件下恒溫，30-50分鐘；(3)超聲波協(xié)同提取采用超聲波發(fā)生器，其功率為800-1000W，頻率為20-25KHz，超聲波強(qiáng)度為2-5W/cm2，作用于混合料液，處理6-8分鐘；即將豆粕細(xì)胞破碎，破碎率大于90％；(4)減壓濃縮將上述處理后的提取液過(guò)濾、并經(jīng)負(fù)壓蒸發(fā)即可得到異黃酮粗品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素酶協(xié)同超聲波提取豆粕異黃酮的方法，其特征在于所述每克豆粕需要纖維素酶的活力單位為500U。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素酶協(xié)同超聲波提取豆粕異黃酮的方法，其特征在于所述豆粕組織細(xì)胞酶解過(guò)程中，在50℃條件下恒溫，30-35分鐘。
全文摘要
纖維素酶協(xié)同超聲波提取豆粕異黃酮的方法，包括如下步驟將大豆豆粕粉碎，過(guò)篩；稱取一定量的豆粕，加入5％的纖維素酶和4－5倍重的水，混合均勻；用HCL調(diào)節(jié)pH值至4.0－5.0，恒溫40－50℃，30－50分鐘；用NaOH調(diào)節(jié)pH值至6.8－7.5；再加入10－15倍的85％酒精，混合均勻；20－25℃條件下恒溫，30－50分鐘；采用超聲波發(fā)生器處理6－8分鐘，其功率為800－1000W，頻率為20－25KHz，超聲波強(qiáng)度為2－5W/cm
文檔編號(hào)C12P17/06GK101029320SQ20071007837
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月9日
發(fā)明者王萬(wàn)能, 全學(xué)軍 申請(qǐng)人:重慶工學(xué)院